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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Super-Zener-Diode: Differenzieller Widerstand


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von Walter T. (nicolas)


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Hallo zusammen,

ich habe gerade auf Lochraster zwei Super-Zener-Dioden mit zwei gleichen 
Z-Dioden und zwei unterschiedlichen MOSFETs aufgebaut. Einmal N-Kanal 
IRFB 4110 und einmal P-Kanal IRF 5210. Der Grund für die Auswahl war 
einfach, was da ist. Die Zener-Diode wurde natürlich immer zwischen 
Drain und Gate geschaltet.

Getestet wurde mit einem Vorwiderstand von 2,7 Ohm an 0...50 V mit 
ausreichend langen Abkühlphasen.

Was mir auffiel: Die Spannungsbegrenzung liegt bei beiden FETs in etwa 
gleich (6,3 V), allerdings bleiben bei 50V über 2,/ Ohm am IRFB 4110 nur 
schlappe 6,5 V (bei kaltem FET), beim IRF 5210 aber satte 7,2 V.

Vom RdsOn sind beide Werte meilenweit entfernt.

Deshalb meine Frage: Von welchem Parameter des FETs hängt der 
differentielle Widerstand dieses Gebildes ab?

von Jens G. (jensig)


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>Getestet wurde mit einem Vorwiderstand von 2,7 Ohm an 0...50 V mit
>ausreichend langen Abkühlphasen.

>Was mir auffiel: Die Spannungsbegrenzung liegt bei beiden FETs in etwa
>gleich (6,3 V), allerdings bleiben bei 50V über 2,/ Ohm am IRFB 4110 nur
>schlappe 6,5 V (bei kaltem FET), beim IRF 5210 aber satte 7,2 V.

Du testest mit an die 20A im Analogbetrieb? Wie soll das gut gehen?

>Vom RdsOn sind beide Werte meilenweit entfernt.

Was hat das mit RdsOn zu tun? Die werden ja nie im Schaltbetrieb 
betrieben.

>Deshalb meine Frage: Von welchem Parameter des FETs hängt der
>differentielle Widerstand dieses Gebildes ab?

Steilheit

von roehrenvorheizer (Gast)


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Hallo,

bei 2 mA wirkt die Zenerdiode noch  nicht richtig. Vertausche doch mal 
Widerstand und Z-Diode.

MfG

von roehrenvorheizer (Gast)


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von Walter T. (nicolas)


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Jens G. schrieb:
> Du testest mit an die 20A im Analogbetrieb? Wie soll das gut gehen?

Kurzzeitig geht das gut. Wegen der immensen Wärmeentwicklung teste ich 
das allerdings nicht so lange.

roehrenvorheizer schrieb:
> bei 2 mA wirkt die Zenerdiode noch  nicht richtig.

Stimmt, ich bin noch nicht im Knick. Aber da die Last ja rein kapazitiv 
ist, sollte das ja nichts ausmachen. Über den Widerstand würde ich das 
Feintuning machen.

roehrenvorheizer schrieb:
> Vertausche doch mal
> Widerstand und Z-Diode.

Warum? Die Schaltung im Elektronik-Kompendium ist für PNP.

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Walter T. schrieb:

> ich habe gerade auf Lochraster zwei Super-Zener-Dioden

Also "Super" ist da nichts dran. OK, "super ungenau" paßt.

Z-Dioden für 3V haben eine gräßliche Steilheit und Serienstreuung. Oben 
drauf noch die Serienstreuung von V_gs_th. Und dann noch die nur mäßig 
steile Steuerkennlinie eines FET ...

> Getestet wurde mit einem Vorwiderstand von 2,7 Ohm an 0...50 V mit
> ausreichend langen Abkühlphasen.
>
> Was mir auffiel: Die Spannungsbegrenzung liegt bei beiden FETs in etwa
> gleich (6,3 V), allerdings bleiben bei 50V über 2,/ Ohm am IRFB 4110 nur
> schlappe 6,5 V (bei kaltem FET), beim IRF 5210 aber satte 7,2 V.

Der Satz ergibt keinen Sinn. Was meinst du mit "Spannungsbegrenzung", 
wenn nicht die Spannung über dem FET?

> Vom RdsOn sind beide Werte meilenweit entfernt.

Klar. Ist ja auch Linearbetrieb.

> Deshalb meine Frage: Von welchem Parameter des FETs hängt der
> differentielle Widerstand dieses Gebildes ab?

Von der Steilheit delta(I_d) / delta(U_gs). Der Wert ist für p-FET 
üblicherweise schlechter. Deswegen braucht der p-FET auch mehr Spannung 
am Gate für (annähernd) den gleichen Drainstrom.

von roehrenvorheizer (Gast)


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Weil Du mittels der Reihenschaltung aus Diode und Widerstand ihre 
Kennlinie linearisierst.

MfG

von hinz (Gast)


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Axel S. schrieb:
> Steilheit

aka Forward Transconductance

von hinz2 (Gast)


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Mach das besser mit einem BJT.

von hinz (Gast)


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hinz2 schrieb:
> Mach das besser mit einem BJT.

Noch besser mit einem TL431.

von Lurchi (Gast)


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Mit BJT und Zenerdiode für etwa 5.6 - 6.5 V kann schon ganz gut gehen. 
Die -2 mV/K von der Basisspannung kompensieren sich ggf. der 
üblicherweise leicht positiven Temperaturabhängigkeit bei Zenerdiode in 
dem Spannungsbereich.

von Walter T. (nicolas)


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Warum wird bei dem Elektronik-Kompendium die erste Stufe PNP gewählt? In 
NPN-Logik müßte doch ein einziger BD649 oder ein anderer 
Darlington-Transistor ausreichen.

von Sven S. (schrecklicher_sven)


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Walter T. schrieb:
> Warum wird bei dem Elektronik-Kompendium die erste Stufe PNP
> gewählt? In
> NPN-Logik müßte doch ein einziger BD649 oder ein anderer
> Darlington-Transistor ausreichen.

Wegen der Temperaturabhängigkeit der Basis-Emitterstrecke. Bei einem 
Darlington gibt es zwei davon.

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